TOYO伺服電機(jī)控制方式有脈沖、模擬量和通訊控制這三種,在不同的應(yīng)用場(chǎng)景下,該如何確定選擇TOYO伺服電機(jī)控制方式?

在一些小型單機(jī)設(shè)備,選用脈沖控制實(shí)現(xiàn)電機(jī)的定位,應(yīng)該是最常見的應(yīng)用方式,這種控制方式簡(jiǎn)單,易于理解。基本的控制思路:脈沖總量確定電機(jī)位移,脈沖頻率確定電機(jī)速度。選用了脈沖來(lái)實(shí)現(xiàn)TOYO伺服電機(jī)的控制,翻開TOYO伺服電機(jī)的使用手冊(cè),一般會(huì)有如下這樣的表格:

第一種,驅(qū)動(dòng)器接收兩路(A、B路)高速脈沖,通過(guò)兩路脈沖的相位差,確定電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。如上圖中,如果B相比A相快90度,為正轉(zhuǎn);那么B相比A相慢90度,則為反轉(zhuǎn)。運(yùn)行時(shí),這種控制的兩相脈沖為交替狀,因此我們也叫這樣的控制方式為差分控制。具有差分的特點(diǎn),那也說(shuō)明了這種控制方式,控制脈沖具有更高的抗干擾能力,在一些干擾較強(qiáng)的應(yīng)用場(chǎng)景,優(yōu)先選用這種方式。但是這種方式一個(gè)電機(jī)軸需要占用兩路高速脈沖端口,對(duì)高速脈沖口緊張的情況,比較尷尬。

第二種,驅(qū)動(dòng)器依然接收兩路高速脈沖,但是兩路高速脈沖并不同時(shí)存在,一路脈沖處于輸出狀態(tài)時(shí),另一路必須處于無(wú)效狀態(tài)。選用這種控制方式時(shí),一定要確保在同一時(shí)刻只有一路脈沖的輸出。兩路脈沖,一路輸出為正方向運(yùn)行,另一路為負(fù)方向運(yùn)行。和上面的情況一樣,這種方式也是一個(gè)電機(jī)軸需要占用兩路高速脈沖端口。

第三種,只需要給驅(qū)動(dòng)器一路脈沖信號(hào),電機(jī)正反向運(yùn)行由一路方向IO信號(hào)確定。這種控制方式控制更加簡(jiǎn)單,高速脈沖口資源占用也最少。在一般的小型系統(tǒng)中,可以優(yōu)先選用這種方式。

在需要使用TOYO伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)速度控制的應(yīng)用場(chǎng)景,我們可以選用模擬量來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的速度控制,模擬量的值決定了電機(jī)的運(yùn)行速度。模擬量有兩種方式可以選擇,電流或電壓。電壓方式,只需要在控制信號(hào)端加入一定大小的電壓即可。實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,在有些場(chǎng)景使用一個(gè)電位器即可實(shí)現(xiàn)控制。但選用電壓作為控制信號(hào),在環(huán)境復(fù)雜的場(chǎng)景,電壓容易被干擾,造成控制不穩(wěn)定;電流方式,需要對(duì)應(yīng)的電流輸出模塊。但電流信號(hào)抗干擾能力強(qiáng),可以使用在復(fù)雜的場(chǎng)景。

采用通信方式實(shí)現(xiàn)TOYO伺服電機(jī)控制的常見方式有CAN、EtherCAT、Modbus、Profibus。使用通信的方式來(lái)對(duì)電機(jī)控制,是目前一些復(fù)雜、大系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景首選的控制方式。采用通信方式,系統(tǒng)的大小、電機(jī)軸的多少都易于裁剪,沒(méi)有復(fù)雜的控制接線。搭建的系統(tǒng)具有極高的靈活性。

TOYO伺服電機(jī)的速度控制和轉(zhuǎn)矩控制都是用模擬量來(lái)控制的。位置控制是通過(guò)發(fā)脈沖來(lái)控制的。具體采用什么控制方式要根據(jù)客戶的要求,滿足何種運(yùn)動(dòng)功能來(lái)選擇。如果您對(duì)電機(jī)的速度、位置都沒(méi)有要求,只要輸出一個(gè)恒轉(zhuǎn)矩,當(dāng)然是用轉(zhuǎn)矩模式。

如果對(duì)位置和速度有一定的精度要求,而對(duì)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩不是很關(guān)心,用轉(zhuǎn)矩模式不太方便,用速度或位置模式比較好。如果上位控制器有比較好的閉環(huán)控制功能,用速度控制效果會(huì)好一點(diǎn)。如果本身要求不是很高,或者,基本沒(méi)有實(shí)時(shí)性的要求,用位置控制方式對(duì)上位控制器沒(méi)有很高的要求。

就伺服驅(qū)動(dòng)器的響應(yīng)速度來(lái)看,轉(zhuǎn)矩模式運(yùn)算量最小,驅(qū)動(dòng)器對(duì)控制信號(hào)的響應(yīng)最快;位置模式運(yùn)算量最大,驅(qū)動(dòng)器對(duì)控制信號(hào)的響應(yīng)最慢。

對(duì)運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)態(tài)性能有比較高的要求時(shí),需要實(shí)時(shí)對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)整。那么如果控制器本身的運(yùn)算速度很慢(比如PLC,或低端運(yùn)動(dòng)控制器),就用位置方式控制。如果控制器運(yùn)算速度比較快,可以用速度方式,把位置環(huán)從驅(qū)動(dòng)器移到控制器上,減少驅(qū)動(dòng)器的工作量,提高效率(比如大部分中高端運(yùn)動(dòng)控制器);如果有更好的上位控制器,還可以用轉(zhuǎn)矩方式控制,把速度環(huán)也從驅(qū)動(dòng)器上移開,這一般只是高端專用控制器才能這么干,而且,這時(shí)完全不需要使用TOYO伺服電機(jī)。

一般說(shuō)驅(qū)動(dòng)器控制得好不好,每個(gè)廠家的都說(shuō)自己做的最好,但是現(xiàn)在有個(gè)比較直觀的比較方式叫響應(yīng)帶寬。當(dāng)轉(zhuǎn)矩控制或者速度控制時(shí)通過(guò)脈沖發(fā)生器給他一個(gè)方波信號(hào),使電機(jī)不斷的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn),不斷的調(diào)高頻率,示波器上顯示的是個(gè)掃頻信號(hào),當(dāng)包絡(luò)線的頂點(diǎn)到達(dá)最高值的70.7%時(shí)表示已經(jīng)失步,此時(shí)的頻率的高低,就能顯示出誰(shuí)的產(chǎn)品牛了,一般的電流環(huán)能作到1000Hz以上,而速度環(huán)只能作到幾十赫茲。